41 閃爍攝影機的定位是利用那個裝置? (A)準直儀 (B)碘化鈉晶體 (C)電阻矩陣電路 (D)脈衝高度分析器(Pulse height analyser)

閃爍攝影機的定位就是說當γ-ray入射時,camera怎麼去知道閃爍晶體發光的正確位置在哪裡,如果說很單純的解釋的話,是利用(C)電阻矩陣電路來去分析自光電倍增管所傳來的訊號,同時藉著(D)脈衝高度分析器(Pulse height analyser)濾除一些因為γ-ray在體內前進受到阻礙喪失部分能量散射的部分,最後才輸出到顯示器上面,至於(A)準直儀是用來濾除一些非平行入射的γ-ray,(B)碘化鈉晶體的作用則是與γ-ray作用產生可見光,供後端的PM tube轉換為電子訊號用的;但是如果再深入一點來探討的話,訊號的定位方式就是當入射的γ-ray撞擊到閃爍晶體發出可見光後,在背後的光電管便將其轉換為電子訊號,由於一個γ-camera有許多的PM tube,因此一次的發光事件產生時,同時會被好幾根PM tube會接收到,離發光點越近的PM tube所收到的訊號會越強,越遠則越弱,今天我們把γ-camera的偵測頭劃分為四個象限,X﹢,X﹣,Y﹢,Y﹣(如圖),要推算實際的發光位置,就是將每根PM tube所得到的訊號強度乘上每根PM tube在X﹢,X﹣,Y﹢,Y﹣方向上的加權因數,而加權因數的訂定則是利用設定PM tube在這四個方向上的電阻Rx﹢,Rx﹣,Ry﹢,Ry﹣,根據歐姆定律I=V/R,電流和電阻是成反比的,因此R越大所佔的加權因數就越小。另外除了XY方向的訊號外,機器上還有一個獨立的裝置,用來記錄所有PM tube的輸出訊號,這個部分就是所謂的Z軸訊號,用來作PHA分析之用。X,Y位置的決定是由以下的公式所計算出來的,X的位置=(X﹢-X﹣)/(X﹢+X﹣),Y的位置=(Y﹢-Y﹣)/(Y﹢+Y﹣),其中
X﹢是代表每根PM tube讀到的值乘以該根tube所設定的Rx﹢值
X﹣是代表每根PM tube讀到的值乘以該根tube所設定的Rx﹣值
Y﹢是代表每根PM tube讀到的值乘以該根tube所設定的Ry﹢值
Y﹣是代表每根PM tube讀到的值乘以該根tube所設定的Ry﹣值
因此在硬體調校良好的γ-camera上,X和Y的值都應該介於(﹣1,﹢1)之間,在得知X和Y的值之後,在依據detector實際上的大小去計算出真正的發光位置在哪裡,現在借用一本"Physics in Nuclear Medicine 3rd edition,作者是Simon R. Cherry, Ph. D.,出版商為SAUNDERS"第216頁的圖來說明整個的計算過程。這是一個有19根PM tube的γ-camera,每根PM tube的Rx﹢,Rx﹣,Ry﹢,Ry﹣設定值如下,以1號為例,它的Rx﹢=57.1,Rx﹣=19.0,Ry﹢=15.3,Ry﹣=213,就是說如果1號PM tube的放大訊號為S,那麼這個訊號將以X﹢=S/57.1,X﹣=S/19.0,Y﹢=S/15.3,Y﹣=S/213的方式記錄成4個方向的訊號,因此現在假設入射的γ-ray是打在接近1號PM tube的附近,要計算事件發生的位置可以簡略的的以下列的方式來說明,為了方便我們只考慮1,2,4,5這4根PM tube,它們所讀到的訊號分別為100,75,40,30,那麼

X1﹢=100/57.1
X1﹣=100/19.0
Y1﹢=100/15.3
Y1﹣=100/213
X2﹢=75/28.6
X2﹣=75/28.6
Y2﹢=75/15.3
Y2﹣=75/213
X4﹢=40/114
X4﹣=40/16.3
Y4﹢=40/20.0
Y4﹣=40/50.3
X5﹢=30/38.1
X5﹣=30/22.9
Y5﹢=30/20.0
Y5﹣=30/50.3

加總起來以後X﹢=5.50,X﹣=11.64,Y﹢=28.43,Y﹣=2.19
所以X的位置=(5.50-11.64)/(5.50+11.64)=﹣0.35,Y的位置=(28.43-2.19)/(28.43+2.19)=0.85,結果發生的位置就是在X﹣:35%,Y﹢:85%的地方,然後依實際detcetor的尺寸再去換算就行了,這樣懂了嗎?

Rx﹢
Rx﹣
Ry﹢
Ry﹣
1
57.1
19.0
15.3
213
2
28.6
28.6
15.3
213
3
19.0
57.1
15.3
213
4
114
16.3
20.0
50.3
5
38.1
22.9
20.0
50.3
6
22.9
38.1
20.0
50.3
7
16.3
114
20.0
50.3
8
14.3
28.6
28.6
9
57.1
19.0
28.6
28.6
10
28.6
28.6
28.6
28.6
11
19.0
57.1
28.6
28.6
12
14.3
28.6
28.6
13
16.3
114
50.3
20.0
14
22.9
38.1
50.3
20.0
15
38.1
22.9
50.3
20.0
16
114
16.3
50.3
20.0
17
57.1
19.0
213
15.3
18
28.6
28.6
213
15.3
19
19.0
57.1
213
15.3

42 肺換氣掃描使用下列何種藥物? (A)Tc-99m DTPA aerosol (B)Xe-133 (C)Kr-81m (D)以上皆是

肺換氣掃描可以使用的藥物除了(A)、(B)、(C)三種以外,還有另一種technegas(請參考核醫入門中的放射化學Q&A的Q9),另外利用考題檢索去搜尋肺通氣或是Xe-133等等都有相當詳細的說明。


43 下列何種Tc-99m HMPAO有較高之腦部吸收? (A)d-isomer (B)l-isomer (C)d,l-isomer (D)Mesoisomer

這一題我想引用一下核醫學學會會訊民國88年8月1日第5卷 第8期中核能研究所魏孝萍博士的一篇文章:
『核醫藥物的立體世界-安定就是好?
核醫人對HMPAO應不陌生,因為你我都知道鎝-99m標幟的HMPAO是常用的腦血流造影劑。然而,這樣的敘述不夠"立體"。由於HMPAO之第三個碳原子C3及第九個碳原子C9連接的甲基(CH3-)方向不同而有d,d-、l,l-及meso-form,只有d,d-或l,l-form的HMPAO (d,l-HMPAO,國外藥典稱之為exametazime) 與鎝-99m形成的錯合物才有臨床應用價值。meso-HMPAO可以形成相當安定的鎝-99m錯合物,然而問題就出在"安定"。鎝-99m-d,l-HMPAO由於相對化學不安定性,在腦組織內容易被硫醇物取代產生ligand-exchange反應而失去親脂性,從而失去通過血腦屏障(BBB)再回流的機會。"安定"的鎝-99m-meso-HMPAO就比較不會發生ligand-exchange反應,進得了血腦屏障 (blood-brain barrier)也出得去,所以就不受核醫的青睞了。鎝-99m-d,l-HMPAO因為體內的不安定贏了鎝-99m-meso-HMPAO,卻也因為藥瓶內的不安定帶給核醫諸多不便。放射化學純度考量限制鎝-99m-d,l-HMPAO必須在標幟後30分鐘內使用,原因即在此。談到藥瓶內的安定性,鎝-99m-ECD就優異多了。臨床腦造影用的ECD為l,l-form。包括人在內的靈長類動物腦中特有的esterase可以將親脂性的鎝-99m-l,l-ECD分子兩個酯鍵水解,生成低脂性的鎝-99m-l,l-EC,所以鎝-99m-l,l-ECD過得了血腦屏障,生成鎝-99m-l,l-EC只能滯留腦內 (順便一提的是鎝-99m-l,l-EC正是歐洲很熱門的ERPF診斷核醫藥物);另一種異構物d,d-ECD的鎝-99m錯合物就不會被esterase水解,當然對血腦屏障也就進得來出得去,也就沒有臨床價值 (問題也是出在"安定")。所以鎝-99m-l,l-ECD也是另一種方式的體內的不安定性造就成一種成功的核醫藥物。核醫藥物的立體世界影響了藥物的生理分佈及代謝途徑,有時候太在乎核醫藥物的安定性反而不是我們期待的結果,這是鎝-99m-d,l-HMPAO及鎝-99m-l,l-ECD的故事給我們的啟示。』

另外再提一下的是HMPAO所具有d,l及meso這兩種光學異構物在大腦及身體其他組織的分佈,有明顯的不同。值得注意的是d,l型留滯在腦部的量比meso型高出甚多。正常人在靜脈注射HMPAO後的10分鐘內d,l及meso 兩型都在1分鐘後達最高攝取量,隨後兩型均有下降,其中d,l型只在2分鐘時稍下降,隨後10分鐘內留滯在腦部的量,穩定維持在最高量的88.1%。相反的,meso 型則持續下降,到10 分鐘時剩下最高量的52%。甚至到注射8小時後,d,l型在腦內留滯量仍維持穩定,佔總注射量的4.1%,而meso型則只佔1.7%。HMPAO 進入腦組織之後,如何留滯在腦組織內的機轉尚不清楚,但大部分的人認為是由於HMPAO的不穩定性,在HMPAO進入腦組織後,很快的親脂性變成親水性,無法再擴散回血管中,而留滯在腦組織內。有人以老鼠實驗觀察HMPAO在腦細胞內分佈情況,顯示大部份HMPAO分佈在細胞器(cell organelles)內,比細胞質為多;且若將神經元細胞(neuronal cell)及神經膠質細胞(glial cell)分離之後,發現神經元細胞所攝取的HMPAO比神經膠質細胞為多。此外,更有研究報告探討為何d,l 及meso 兩型HMPAO 同樣穿過BBB 之後,在腦組織內留滯量不同的原因,顯示組織細胞內的麩胺基硫(glutathione)可能與d,l型HMPAO留滯在腦組織內的機轉有密切關係。因HMPAO 兩種光學異構物在不等濃度的麩胺基硫溶液中,兩者改變其親脂性的速度有明顯不同,d,l 型較不穩定,在較低濃度的麩胺基硫溶液中就會迅速變成親水性化物,變化速率為meso型的8倍以上。因此推論d,l 型HMPAO 在改變其性質之後無法再穿過BBB 回到血管中,而留滯在腦組織內。相反的,meso型變化較慢,因此會再從腦組織流回到血管中,造成腦內攝取量較d,l型為少。所以目前臨床上使用的製劑都是d,l型的HMPAO。


44 下列各項腦造影製劑中,何者無法穿過正常腦血管障壁(Blood-brain barrier)? (A)Tc-99m ECD (B)Tc-99m HMPAO (C)I-123 IMP (D)Tc-99m DTPA

所謂BBB是由腦組織內的微血管內皮細胞緊密相連而成,內皮細胞間沒有任何間隙,而將腦組織與身體其他部份的化學環境隔離,並保護腦部避免細菌侵襲。腦內外的物質交流,可經由內皮細胞膜上內外對稱的兩脂肪層,行被動擴散;或由貫穿兩脂肪層的特殊蛋白質,行促進擴散(facilitated diffusion)或主動運輸。經由被動擴散穿過BBB的物質必須具有分子量小於600 Daltons,不帶價電,且具親脂性等性質。此外,由於兩脂肪層對稱分佈在細胞膜內外,因此被動擴散呈雙向進行,最終物質經由此作用穿過BBB的百分比與該物質的血中及腦中的濃度有關。另外擴散作用速率與穿透膜的通透性,接觸面積及血流量等也都有關係。大腦平均血流量約為50ml/100g/min,其中灰質血流量約為80ml/100g/min,而白質約為20ml/100g/min。HMPAO由於具備有分子量小於500 Daltons,以及親脂性,不帶價電等性質,可以穿過正常BBB進入腦組織內。但由於HMPAO 在血漿內很快改變成親水性,以及部份HMPAO 與血漿中蛋白質結合成不完全可逆的化合物,因此在靜脈注射後,腦血流量為59ml/100g/min的情況下,HMPAO的BBB穿透率(extraction)只有72%(13)。至於(A)Tc-99m ECD與(C)I-123 IMP則都是很類似的藥物,同時也具備了分子量小於500 Daltons,以及親脂性,不帶價電等性質,因此可以穿過正常的BBB,只有(D)Tc-99m DTPA是水溶性的,這個藥物只有在BBB遭到破壞時(例如腦瘤)才能進入腦中,所以答案是(D)。


45 99mTc HMPAO,其藥理特性與下列那一種放射性藥物最相近? (A)99mTc-ECD (B)99mTc-MDP (C)99mTc-MAA (D)99mTc-MIBI

答案是(A)99mTc-ECD,它和Tc-99m HMPAO都是用來做腦部血流的灌注檢查,都具有分子量小於500 Daltons,親脂性,不帶價電等性質,因此可以穿過正常的BBB,不過兩者有些顯著的不同點,在藥物的穩定性方面,HMPAO因為很不穩定,因此在配製出來後30分鐘內必須使用完畢,但是ECD則很穩定(只有在進入腦部後才會被破壞),大約在配製後6小時內使用皆可,在造影時間方面,HMPAO進入腦部之後,相當穩定,可以打完針後2~3小時後再照相也沒關係,藥物在腦中的分佈並不會改變,不過Tc-99m的半衰期是6小時,因此太晚照相的話整體的活性會下降,收集的時間要加長,而ECD則是在進入腦部後會有一定程度的wash out現象,因此最好打完針後儘快照相,以免藥物流出腦外,影響結果的判讀;至於(B)99mTc-MDP多用來做骨骼掃描,(C)99mTc-MAA多用來做肺部的血流灌注掃描,(D)99mTc-MIBI多用於心臟灌注掃描或是腫瘤攝影等等。


46 光電效應代表原子將光子完全吸收而發射出? (A)中子 (B)電子 (C)正子 (D)質子

光電效應顧名思義就是會吸收光子而發射出 (B)電子,這個部分相信在教科書上都寫得很詳細,因此我就不贅言了。


47 放射性活性dpm之d代表的是? (A)Disintegration (B)Day (C)Dose (D)Dot

沒想到會考這麼 基本的問題,(A)Disintegration就是指放射性元素的分裂,因此每分鐘衰變幾個原子,就可以dpm的形式來形容,以秒為單位則是dps,不過如果是以儀器測量的方式來表示的話,就會表達成cpm或是cps,每分(秒)的計數值,counts per minute(second)。


48 Tl-201半衰期為何? (A)6小時 (B)45小時 (C)73小時 (D)121小時

答案是(C)73小時。


49 下列何種正子核種半衰期最短? (A)F-18 (B)O-15 (C)C-11 (D)N-13

這題請參考 91年第2次檢覈考第27題,(A)F-18為110分鐘,(B)O-15為分鐘,(C)C-11為分鐘,(D)N-13為分鐘。


50 Ga-67產生的光子中何者所佔比例最高? (A)93 keV (B)185 keV (C)300 keV (D)394 keV

Ga-67衰變過程中主要是以能量為93、185以及300 keV的γ-ray為主,其中93 keV佔37.0%,185 keV佔20.4%,300 keV佔16.6%,因此以(A)93 keV所佔比例最高,不過實際上在收集影像時,在能量的設定上這三個能量都有包括在內,題目這樣問似乎是考的太細了一點。